金属を凝固する時は特殊な場合を除き鋳型などの型の中で凝固が行われます。
この時、鋳型の場所によって冷却速度に違いが生じます。最も冷却速度が速くなるのは鋳型に触れている場所です。次に空気に触れている場所、通常は鋳型の上側です。そして、鋳型から離れた型の中心部が最も冷却されにくい場所です。
このように一つの液相の中で冷却速度が異なるので、液相内に温...
純金属の凝固組織 金属材料基礎講座（その16）
金属を凝固する時は特殊な場合を除き鋳型などの型の中で凝固が行われます。
この時、鋳型の場所によって冷却速度に違いが生じます。最も冷却速度が速くなるのは鋳型に触れている場所です。次に空気に触れている場所、通常は鋳型の上側です。そして、鋳型から離れた型の中心部が最も冷却されにくい場所です。
このように一つの液相の中で冷却速度が異なるので、液相内に温度勾配が発生します。それはそのまま凝固の方向性に関係します。金属の凝固はまず鋳型に触れている場所から始まり、そこから中心部に向かって凝固が進行します。この最終凝固部では金属の収縮の影響を最も受けて引け巣などが発生します。
純金属の凝固組織の代表を下図に示します。鋳型に触れている場所は最も冷却速度が速い場所です。そのため微細な組織になります。これをチル層と呼びます。そこから中心に向かって結晶粒が横長方向に伸びていきます。これは冷却の温度勾配をそのまま表しています。この組織を柱状晶と呼びます。そして、中心部では温度勾配もあまり影響がなくなるため、通常の結晶粒のような等軸晶になります。
図. 純金属の凝固組織
このような凝固組織は結晶粒が大きく、方向性もあるために機械的性質はよくありません。この後、鍛造や熱処理をすることで均一で微細な組織にすることができます。次回に続きます。
続きを読むには・・・
この記事の著者
福﨑 昌宏
福﨑技術士事務所
金属組織の分析屋 金属材料の疲労破壊や腐食など不具合を解決します。
この記事の著者
福﨑 昌宏
金属組織の分析屋 金属材料の疲労破壊や腐食など不具合を解決します。
金属組織の分析屋 金属材料の疲労破壊や腐食など不具合を解決します。
この連載の他の記事
現在記事
純金属の凝固組織 金属材料基礎講座（その16）
「金属・無機材料技術」の他のキーワード解説記事
もっと見る
相対強度の計算例:金属材料基礎講座(その138)
◆ 相対強度の計算例 XRDの相対強度の計算をしてみます。金属材料として粉末のアルミニウム(格子定数a=4.05Å)、使用するX線は...
◆ 相対強度の計算例 XRDの相対強度の計算をしてみます。金属材料として粉末のアルミニウム(格子定数a=4.05Å)、使用するX線は...
標準水素電極、参照電極 金属材料基礎講座（その57）
1. 標準水素電極 ～ 標準的な基準電極 イオン化傾向は各金属の電位（正確には電極電位という）の相対値ですが、電気化学...
1. 標準水素電極 ～ 標準的な基準電極 イオン化傾向は各金属の電位（正確には電極電位という）の相対値ですが、電気化学...
全面腐食とは：金属材料基礎講座（その64）
◆ 全面腐食のメカニズム 全面腐食は長期的にとらえると金属表面が全体的に腐食されていきます。一般的な鉄鋼材料の多くは全面腐食を起こしま...
◆ 全面腐食のメカニズム 全面腐食は長期的にとらえると金属表面が全体的に腐食されていきます。一般的な鉄鋼材料の多くは全面腐食を起こしま...
「金属・無機材料技術」の活用事例
もっと見る
金代替めっき接点の開発事例 （コネクター用貴金属めっき）
私は約20年前に自動車用コネクターメーカーで、接点材料の研究開発を担当していました。当時の接点は錫めっきが主流でした。一方、ECU（エンジンコントロール...
私は約20年前に自動車用コネクターメーカーで、接点材料の研究開発を担当していました。当時の接点は錫めっきが主流でした。一方、ECU（エンジンコントロール...
ゾルゲル法による反射防止コートの開発と生産
15年前に勤務していた自動車用部品の製造会社で、ゾルゲル法による反射防止コートを樹脂基板上に製造する業務の設計責任者をしていました。ゾルゲル法というのは...
15年前に勤務していた自動車用部品の製造会社で、ゾルゲル法による反射防止コートを樹脂基板上に製造する業務の設計責任者をしていました。ゾルゲル法というのは...
